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第23卷第6期2015年6月
光学精密工程
OpticsandPrecisionEngineering
Vol.23No.6Jun.2015
文章编号1004-924X(2015)06-1499-09
光纤传感器埋入沥青路面基体的应变传递误差
王花平1,周智1,2*,王倩1,刘婉秋3,贾及汉2(1.大连理工大学土木工程学院，辽宁大连116023;
2.大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116023;
3.大连理工大学交通运输学院，辽宁大连116023)
摘要：介绍了光纤传感涉及的应变传递理论，基于该理论建立了基体和感知光纤应变的定量关系，以消除应变传递误差，提高测试精度。针对埋入式光纤传感器用于高黏度的柔性沥青路面基体的最普遍形态，建立了含感知光纤、封装层和基体的典型三层力学模型。采用Goodman假设描述层间剪应力关系，引入傅里叶级数法求解微分方程，建立了基体和感知光纤的平均应变传递关系。通过室内试验论证了推导的应变传递理论公式的有效性，并对影响平均应变传递效率的几何参数和材料参数进行了灵敏度分析。分析结果表明：光纤粘贴长度越长，光纤和封装层的层间黏结越紧密，平均应变传递系数越大，应变传递效果越好。本文的研究可广泛用于埋入式光纤传感器的应变传递误差修正及封装设计。
关键词：埋入式光纤传感器；光纤感知应变；应变传递误差；光纤粘贴长度；光纤封装中图分类号：TN253文献标识码：Adoi:10.3788/OPE1499
Straintransfererrorsofopticalfibersensorsembeddedinasphaltpavement
WANGHua-ping1,ZHOUZhi1.2,WANGQian1,LIUWan-qiu3,JIAJi-han2
(1.SchoolofCivilEngineering,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China;
2.StateKeyLaboratoryofCoastalandOffshoreEngineering,
DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China;
3.DepartmentofTransportationandLogistics,
DalianUniversityofTechnology,Dalian116023,China)
*Correspondingauthor,E-mail:zhouzhi@dlut.edu.cn
Abstract:Straintransfertheoryforopticalfibersensingwasintroduced,andthequantitativerelationshipofstrainsbetweenhostmaterialandopticalfiberwassetuptoeliminatethestraintransfererrorsandtoimprovethetestingprecisiononthebasisofthestraintransfertheory.Atypicalthree-layeredstructuralmodelcontainingasensingopticalfiber,apackagelayerandahostwasestablishedfortheapplicationofanopticalfibersensorembeddedinasphaltpavement.TheGoodmanshypothesiswasintroducedtodescribetherelationshipofinterfacialshearstressesbetweenlayers,andtheFourierserieswasadoptedtosolvethedifferential
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